DE19948850A1 - Thermoformable polyamides - Google Patents
Thermoformable polyamidesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft glasfaserverstärkte Polyamide und die Verwendung dieser zum Thermoformen.The invention relates to glass fiber reinforced polyamides and the use of these for Thermoforming.
Das Thermoformen von thermoplastischen Halbzeugen hat in den zurückliegenden Jahren einen immer größeren Stellenwert gewonnen. Nicht zuletzt die Möglichkeit, schnell Prototypen zu entwickeln, bietet Vorteile gegenüber aufwendigeren Kon kurrenzverfahren, wie dem Spritzgießverfahren. Ständig verbesserte Thermoplaste erlauben mit modernen Maschinen und Werkzeugen eine Steigerung der Mengen leistung bei gleichzeitig erhöhter Präzision der Formteile (Kunststoff-Handbuch 3/4 "Polyamide", Hanser Verlag München, Wien).The thermoforming of thermoplastic semi-finished products has in the past Gained an increasingly important status over the years. Not least the possibility Developing prototypes quickly offers advantages over more complex con competition, such as injection molding. Constantly improved thermoplastics allow an increase in quantities with modern machines and tools performance with simultaneously increased precision of the molded parts (Kunststoff-Handbuch 3/4 "Polyamides", Hanser Verlag Munich, Vienna).
Bisher weitgehend ausgeschlossen von Thermoformanwendungen (Thermoformen in der Praxis, S. 45 ff, Hanser Verlag, München, Wien) waren aus der Gruppe der teilkristallinen Thermoplaste die Polyamide und hier insbesondere die verstärkten Polyamide. Das sehr enge Verarbeitungsfenster dieser Materialklasse, das eine Umformung nur kurz unterhalb des Kristallitschmelzpunktes erlaubte und die durch die niedrigen Schmelzeviskositäten bedingten unzureichenden Schmelzestandfestig keiten dieser polymeren Werkstoffe, erlaubte die Umformung daraus hergestellter Halbzeuge (Platten) nur zu sehr flachen Thermoformteilen mit niedrigen Ver streckgraden und geringer Ausformschärfe.Hitherto largely excluded from thermoforming applications (thermoforming in The practice, S. 45 ff, Hanser Verlag, Munich, Vienna) were from the group of semicrystalline thermoplastics the polyamides and especially the reinforced Polyamides. The very narrow processing window of this class of material, the one Forming allowed only shortly below the crystallite melting point and by the low melt viscosities caused inadequate melt level These polymeric materials allowed the transformation of these materials Semi-finished products (plates) only to very flat thermoformed parts with low Ver degree of stretching and low Ausformschärfe.
Das Thermoformen von Folien, auch oft als Tiefziehen bezeichnet, ist fizr Polyamid folien (einschichtig, mehrschichtig, coextrudiert oder kaschiert) bekannt (Verpacken mit Kunststoffen, Hanser Verlag, München, Wien). Von Folien für Tiefziehanwen dungen spricht der Fachmann bei einer Foliendicke kleiner als 1500 µm (Thermo formen, Hanser Verlag, München, Wien, 1999).The thermoforming of films, also often referred to as deep drawing, is for polyamide (single-layered, multi-layered, coextruded or laminated) (packaging with plastics, Hanser Verlag, Munich, Vienna). Of films for thermoformers The expert speaks at a film thickness of less than 1500 μm (Thermo forms, Hanser Verlag, Munich, Vienna, 1999).
Es bestand daher die Aufgabe, ein verstärktes Polyamid zur Verfügung zu stellen, aus dem thermoplastische Halbzeuge mit einer Materialdicke von größer 1,5 mm hergestellt werden können, aus denen dann im Thermoformverfahren Formteile mit hohem Umformgrad und guter Ausformschärfe hergestellt werden können.It was therefore the object to provide a reinforced polyamide, from the thermoplastic semi-finished product with a material thickness of greater than 1.5 mm can be made from which then in the thermoforming moldings with high degree of deformation and good Ausformschärfe can be produced.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass polymere Werkstoffe aus der Materialklasse der strukturviskosen verstärkten Polyamide, wie sie z. B. in EP-A 0 685 528 beschrieben sind, mit erfindungsgemäßen Viskositätsverhalten sich sehr gut zum Thermoformen verwenden lassen. Es konnten Umformgrade erreicht werden, die mit bisher bekannten Materialien bei weitem nicht erreicht wurden. Die Materialien zeigen einen großen Umform-temperaturbereich.Surprisingly, it was found that polymeric materials from the Material class of pseudoplastic reinforced polyamides, as z. In EP-A 0 685 528 are described, with inventive viscosity behavior itself very good for thermoforming use. It could reach degrees of deformation be achieved with previously known materials by far. The Materials show a large forming temperature range.
Diese Formmassen zeichnen sich durch ihr deutliches strukturviskoses Verhalten im Vergleich zu Standardpolyamiden aus. Das heißt, diese Formmassen weisen eine deutlich höhere Viskosität bei niedrigen Schergeschwindigkeiten im Vergleich zu Standardpolyamiden und vergleichbar hohen Viskositäten bei hohen Schergeschwin digkeiten auf. Erzielt wird diese Strukturviskosität über einen erhöhten Verzwei gungsgrad dieser Polyamide. Dieser kann zum einem bei der Primärkondensation im sogenannten VK-Rohr erfolgen oder auch in einer sich anschließenden Com poundierung.These molding compounds are characterized by their clear pseudoplastic behavior in the Compared to standard polyamides. That is, these molding compounds have a significantly higher viscosity at low shear rates compared to Standard polyamides and comparably high viscosities at high shear rates on. This intrinsic viscosity is achieved by increased desulfurization Degree of these polyamides. This can be used for primary condensation in the so-called VK pipe or in a subsequent com poundierung.
Die Verstärkung von Polyamiden erfolgt bekannterweise durch die Einarbeitung von z. B. Glasfasern oder mineralischen Füllstoffen in die Polyamidschmelze z. B. aus einem Extruder.The reinforcement of polyamides is known to occur by the incorporation of z. As glass fibers or mineral fillers in the polyamide melt z. B. off an extruder.
Gegenstand der Erfindung sind daher verstärkte Polyamid-Formmassen, deren Vis kosität bei einer Schergeschwindigkeit von 10 s-1 größer als 1000 Pa.s und bei einer Schergeschwindigkeit von 1000 s-1 kleiner als 300 Pa.s liegt, bei einer Verarbeitungs temperatur von 40 bis 80°C über dem Schmelzpunkt, der betreffenden Formmasse.The invention therefore relates to reinforced polyamide molding compositions whose viscosity is greater than 1000 Pa.s at a shear rate of 10 s -1 and less than 300 Pa.s at a shear rate of 1000 s -1 , at a processing temperature of 40 up to 80 ° C above the melting point of the molding material concerned.
Bevorzugt sind verstärkte Polyamid-Formmassen, deren Viskösität bei einer Schergeschwindigkeit von 10 s-1 größer als 1500 Pa.s und bei einer Scherge schwindigkeit von 1000 s-1 kleiner als 280 Pas, bei einer Verarbeitungstemperatur von 40 bis 80°C über dem Schmelzpunkt, der betreffenden Formmasse ist.Preferred are reinforced polyamide molding compositions whose viscosity at a shear rate of 10 s -1 greater than 1500 Pa.s and at a shear rate of 1000 s -1 less than 280 Pas, at a processing temperature of 40 to 80 ° C above the melting point , which is the relevant molding material.
Weiterer Gegenstand ist die Verwendung dieser erfindungsgemäßen Formmassen zum Thermoformen.Another object is the use of these molding compositions according to the invention for thermoforming.
Bevorzugt ist die Verwendung von Formmassen enthaltend
The use of molding compositions is preferred
- A) 98 bis 41 Gew.-Teile thermoplastisches teilkristallines Polyamid undA) 98 to 41 parts by weight of thermoplastic semicrystalline polyamide and
- B) 2 bis 50 Gew.-Teile VerstärkungsstoffeB) 2 to 50 parts by weight of reinforcing materials
- C) 0,1 bis 4 Gew.-Teile verzweigende und/oder molekulargewichtserhöhende Additive, z. B. DiepoxidC) 0.1 to 4 parts by weight of branching and / or molecular weight increasing Additives, e.g. B. diepoxide
- D) 0 bis 5 Gew.-Teile weitere Additive, z. B. Verarbeitungsadditive zum Thermoformen, Farbmittel, Ruße,D) 0 to 5 parts by weight of further additives, for. B. Processing additives for Thermoforming, colorants, carbon blacks,
wobei die Summe der Gew.-Teile A, B, C und D zusammen 100 ergibt,
zum Thermoformen.the sum of the parts by weight A, B, C and D together being 100,
for thermoforming.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Formmassen enthaltend
Particularly preferred is the use of molding compositions containing
- A) 67 bis 85 Gew.-Teile thermoplastisches teilkristallines Polyamid undA) 67 to 85 parts by weight of thermoplastic semicrystalline polyamide and
- B) 15 bis 30 Gew.-Teile VerstärkungsstoffeB) 15 to 30 parts by weight of reinforcing materials
- C) 0,2 bis 1 Gew.-Teile verzweigende und/oder molekulargewichtserhöhende Additive, z. B. DiepoxidC) 0.2 to 1 part by weight of branching and / or molecular weight increasing Additives, e.g. B. diepoxide
- D) 0,1 bis 2 Gew.-Teile weitere Additive, z. B. Verarbeitungsadditive zum Thermoformen, Farbmittel, Ruße,D) 0.1 to 2 parts by weight of further additives, for. B. Processing additives for Thermoforming, colorants, carbon blacks,
wobei die Summe der Gew.-Teile A, B, C und D zusammen 100 ergibt,
zum Thermoformen.
the sum of the parts by weight A, B, C and D together being 100,
for thermoforming.
Weiterer Gegenstand der Anmeldung sind thermogeformte Formkörper, erhältlich aus den beschriebenen verwendeten Formmassen.Another object of the application are thermoformed moldings, available from the described molding compositions used.
Als thermoplastisches Polyamid A) eignen sich teilkristalline Polyamide (PA), bevorzugt sind PA 6, PA 66, PA 46, PA 610 PA 6/6T oder teilkristalline Copoly amide bzw. Mischungen auf Basis dieser Komponenten.Suitable thermoplastic polyamide A) are semicrystalline polyamides (PA), preferred are PA 6, PA 66, PA 46, PA 610 PA 6 / 6T or partially crystalline copoly amides or mixtures based on these components.
Die Stoffklasse der Polyamide wird im Kunststoff-Handbuch 3/4 "Polyamide" Hanser Verlag, München, Wien beschrieben. Dies betrifft insbesondere die Her stellung der Basisharze (Kap. 2.1), als auch deren Modifizierung (Kap. 2.3) sowie die Verstärkung (Kap. 2.4).The class of polyamides is described in the Kunststoff-Handbuch 3/4 "Polyamides" Hanser Verlag, Munich, Vienna. This concerns in particular the Her position of the base resins (chapter 2.1), as well as their modification (chapter 2.3) as well as the Reinforcement (chapter 2.4).
Zur Herstellung von Polyamiden sind eine Vielzahl von Verfahrensweisen bekannt geworden, wobei je nach gewünschtem Endprodukt unterschiedliche Monomerbau steine, verschiedene Kettenregler zur Einstellung eines angestrebten Molekularge wichtes oder auch Monomere mit reaktiven Gruppen für später beabsichtigte Nach behandlungen eingesetzt werden.For the preparation of polyamides, a variety of procedures are known become, whereby depending upon desired end product different Monomerbau stones, various chain regulators for setting a desired Molekularge or monomers with reactive groups for later intended treatments are used.
Die technisch relevanten Verfahren zur Herstellung von Polyamiden laufen aus nahmslos über die Polykondensation in der Schmelze. In diesem Rahmen wird auch die hydrolytische Polymerisation von Lactamen als Polykondensation verstanden.The technically relevant processes for the production of polyamides are running out without exception via the polycondensation in the melt. In this framework will too the hydrolytic polymerization of lactams understood as polycondensation.
Bevorzugte Polyamide für die erfindungsgemäßen Formmassen sind teilkristalline Polyamide, die ausgehend von Diaminen und Dicarbonsäuren und/oder Lactamen mit wenigstens 5 Ringgliedern oder entsprechenden Aminosäuren hergestellt werden können.Preferred polyamides for the molding compositions according to the invention are partially crystalline Polyamides derived from diamines and dicarboxylic acids and / or lactams with at least 5 ring members or corresponding amino acids can.
Als Ausgangsprodukte kommen vorzugsweise aliphatische Dicarbonsäuren wie Adi pinsäure, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethyladipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, alipha tische Diamine wie Hexamethylendiamin, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylen diamin, die isomeren Diamino-dicyclohexylmethane, Diamino-dicyclohexylpropane, Bis-aminomethyl-cyclohexan, Aminocarbonsäuren wie Aminocapronsäure, bzw. die entsprechenden Lactame in Betracht. Copolyamide aus mehreren der genannten Monomeren sind eingeschlossen.The starting materials are preferably aliphatic dicarboxylic acids such as Adi formic acid, 2,2,4- and 2,4,4-trimethyl adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, alipha diamines such as hexamethylenediamine, 2,2,4- and 2,4,4-trimethylhexamethylene diamine, the isomeric diamino-dicyclohexylmethane, diamino-dicyclohexylpropane, Bis-aminomethyl-cyclohexane, aminocarboxylic acids such as aminocaproic acid, or the corresponding lactams into consideration. Copolyamides of several of the above Monomers are included.
Besonders bevorzugt werden Caprolactame, ganz besonders bevorzugt ε-Caprolactam eingesetzt.Particularly preferred are caprolactams, most preferably ε-caprolactam used.
Besonders bevorzugt verwendet werden Polyamid 6 und/oder Polyamid 6,6. Ganz besonders bevorzugt ist Polyamid 6.Polyamide 6 and / or polyamide 6,6 are particularly preferably used. All Polyamide 6 is particularly preferred.
Die erfindungsgemäß hergestellten Polyamide können auch im Gemisch mit anderen Polyamiden und/oder weiteren Polymeren eingesetzt werden.The polyamides prepared according to the invention may also be mixed with others Polyamides and / or other polymers are used.
Als Verstärkungsstoffe B) werden handelsübliche Glasfasern, Kohlenstofffasern, Mineralfasern, Füllstoffe mit oder ohne Oberflächenbehandlung usw. für Polyamide, einzeln oder in Mischungen verwendet. Bevorzugte faser- oder teilchenförmige Füllstoffe und Verstärkungsstoffe sind Glasfasern, Glaskugeln, Glasgewebe, Glasmatten, Aramidfasern, Kohlenstofffasern, Kaliumtitanat-Fasern, Naturfasern, amorphe Kieselsäure, Magnesiumcarbonat, Bariumsulfat, Feldspat, Glimmer, Silikate, Quarz, Kaolin, Talk, Titandioxid, Wollastonit, u. a., die auch oberflächen behandelt sein können. Besonders bevorzugte Verstärkungsstoffe sind handels übliche Glasfasern. Die Glasfasern, die im allgemeinen einen Faserdurchmesser zwischen 8 und 18 µm haben, können als Endlosfasern oder als geschnittene oder gemahlene Glasfasern zugesetzt werden, wobei die Fasern mit einem geeigneten Schlichtesystem und einem Haftvermittler bzw. Haftvermittlersystem z. B. auf Silanbasis ausgerüstet sein können.As reinforcing materials B) are commercially available glass fibers, carbon fibers, Mineral fibers, fillers with or without surface treatment etc. for polyamides, used singly or in mixtures. Preferred fibrous or particulate Fillers and reinforcing materials are glass fibers, glass beads, glass fabrics, Glass mats, aramid fibers, carbon fibers, potassium titanate fibers, natural fibers, amorphous silica, magnesium carbonate, barium sulfate, feldspar, mica, Silicates, quartz, kaolin, talc, titanium dioxide, wollastonite, and the like. a., which also has surfaces can be treated. Particularly preferred reinforcing materials are commercial usual glass fibers. The glass fibers, which generally have a fiber diameter between 8 and 18 microns, can as continuous fibers or as cut or ground glass fibers are added, the fibers with a suitable Sizing system and a bonding agent or bonding agent system z. B. on Silane base can be equipped.
Als verzweigende Additive C) für die erfindungsgemäßen Formmassen werden z. B. handelsübliche Diepoxide, auf Basis Diglycidylether, (Bisphenol A und Epichlor hydrin), auf Basis Aminepoxidharze (Anilin und Epichlorhydrin), auf Basis Digly cidylester (cycloaliphatische Dicarbonsäuren und Epichlorhydrin) einzeln oder in Mischungen verwendet, sowie vorzugsweise Diexpoxide auf Basis 2,2-Bis[p- hydroxy-phenyl]-propan-diglycidylether, Bis-[N-methyl-N-2,3-epoxypropylamino phenyl]-methan.As branching additives C) for the molding compositions according to the invention z. B. Commercially available diepoxides, based on diglycidyl ether, (bisphenol A and epichloro hydrine), based on amine epoxide resins (aniline and epichlorohydrin), based on digly cidyl esters (cycloaliphatic dicarboxylic acids and epichlorohydrin) individually or in Mixtures, and preferably diexpoxides based on 2,2-bis [p hydroxy-phenyl] -propane-diglycidyl ether, bis [N-methyl-N-2,3-epoxypropylamino phenyl] -methane.
Als Komponente D können übliche Additive, wie Mittel gegen Wärmezersetzung, Mittel gegen Wärmevernetzung, Mittel gegen Beschädigung durch ultraviolettes Licht, Weichmacher, Gleit- und Entformungsmittel, Nukleierungsmittel, Stabilisato ren sowie Farbstoffe und Pigmente eingesetzt werden.As component D, conventional additives, such as agents against heat decomposition, Anti-thermal agent, anti-ultraviolet agent Light, plasticizer, lubricants and mold release agents, nucleating agents, stabilizers ren and dyes and pigments are used.
Als Beispiele für Oxidationsverzögerer und Wärmestabilisatoren sind sterisch gehin derte Phenole und/oder Phosphite, Hydrochinone, aromatische sekundäre Amine wie Diphenylamine, verschiedene substituierte Vertreter dieser Gruppen und deren Mischungen in Konzentrationen bis zu 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der thermoplastischen Formmassen genannt.As examples of antioxidants and heat stabilizers are sterically gehin phenols and / or phosphites, hydroquinones, aromatic secondary amines such as Diphenylamines, various substituted representatives of these groups and theirs Mixtures in concentrations up to 1 wt .-%, based on the weight of called thermoplastic molding compositions.
Als UV-Stabilisatoren, die im allgemeinen in Mengen bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf die Formmasse, verwendet werden, seien verschiedene substituierte Resorcine, Sali cylate, Benzotriazole und Benzophenone genannt.As UV stabilizers, which are generally in amounts of up to 2 wt .-%, based on the molding materials used are various substituted resorcinols, sali cylates, benzotriazoles and benzophenones.
Es können anorganische Pigmente, wie Titandioxid, Ultramarinblau, Eisenoxid und Ruß, weiterhin organische Pigmente, wie Phthalocyanine, Chinacridone, Perylene sowie Farbstoffe, wie Anthrachinone als Farbmittel sowie andere Farbmittel zuge setzt werden.There may be inorganic pigments such as titanium dioxide, ultramarine blue, iron oxide and Carbon black, furthermore organic pigments, such as phthalocyanines, quinacridones, perylenes and dyes, such as anthraquinones as colorants and other colorants added be set.
Als Keimbildungsmittel können z. B. Natriumphenylphosphinat, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid sowie bevorzugt Talkum eingesetzt werden.As a nucleating agent z. Sodium phenylphosphinate, alumina, Silica and preferably talc are used.
Gleit- und Entformungsmittel, welche üblicherweise in Mengen bis zu 1 Gew.-% eingesetzt werden, sind bevorzugt Esterwachse, Penterithrytstearät (PETS), lang kettige Fettsäuren (z. B. Stearinsäure oder Behensäure), deren Salze (z. B. Ca- oder Zn-Stearat) sowie Amidderivate (z. B. Ethylen-bis-stearylamid) sowie niedermole kulare Polyethylen- bzw. Polypropylenwachse.Lubricants and mold release agents, which are usually present in amounts of up to 1% by weight are preferably ester waxes, peterithritol stearate (PETS), long chain fatty acids (eg stearic acid or behenic acid), their salts (eg Zn stearate) and amide derivatives (eg., Ethylene bis-stearylamide) and niedermole cellular polyethylene or polypropylene waxes.
Unter Thermoformen (Warmformen) wird in dieser Anmeldung ein Produktionsver fahren verstanden, bei dem eine thermoplastische Folie oder Platte bis zum Erwei chungspunkt aufgeheizt, bei geringem Druck in einem Werkzeug verformt, abgekühlt und nachbearbeitet wird. Alle Thermoplaste, die als Folie oder Platte herstellbar sind, sind im Prinzip auch thermoformbar mit der Einschränkung, dass die Temperatur die Wärmestandfestigkeit des Materials nicht überschreitet. Die Eigenfestigkeit sollte ausreichend sein, um ein zu starkes Durchhängen bis hin zum Reißen der Folie oder Platte zu verhindern. Der Dickenbereich frei warmformbarer Halbzeuge geht von 0,1 mm dicken Folien bis zu 10 mm dicken Platten (Kunststoff Handbuch 3/4 "Polyamide", Hanser Verlag München, Wien S. 459, 460.Under thermoforming (thermoforming) is in this application a Produktionsver driving understood in which a thermoplastic film or plate until Erwei heated, at a low pressure in a tool deformed, cooled and post-processed. All thermoplastics that can be produced as a foil or plate, are in principle also thermoformable with the restriction that the temperature of the Heat resistance of the material does not exceed. The inherent strength should be sufficient to prevent excessive sagging to the breaking of the film or Prevent plate. The thickness range of freely thermoformable semi-finished products goes from 0.1 mm thick films up to 10 mm thick plates (Kunststoff Handbuch 3/4 "Polyamides", Hanser Verlag Munich, Vienna p. 459, 460.
Beim Thermoformen kommt das erwärmte Halbzeug nur auf einer Seite in Kontakt mit dem Formwerkzeug. Auf der Anlageseite des Halbzeuges werden die Ober flächenkonturen des Formwerkzeuges genau abgebildet. Die Kontur und auch die Maße auf der anderen Seite des umgeformten Teiles ergeben sich über die resultie rende Wanddicke des thermogeformten Teiles. Prinzipiell wird zwischen Positiv- und Negativverformung unterschieden, je nachdem, ob die Innen- oder Außenseite des geformten Teiles zur Anlage mit dem Formwerkzeug kommt. Entsprechend ergibt sich die Formgenauigkeit an der Innenkontur (Positivverformung) oder der Außerkontur (Negativverformung) des Formteils.During thermoforming, the heated semi-finished product only comes into contact on one side with the mold. On the investment side of the semi-finished product, the upper surface contours of the mold accurately shown. The contour and also the Dimensions on the other side of the formed part result in the result wall thickness of the thermoformed part. In principle, between positive and negative deformation, depending on whether the inside or outside the molded part comes to rest with the mold. Corresponding results in the shape accuracy of the inner contour (positive deformation) or the Outer contour (negative deformation) of the molding.
Die wesentlichen Vorteile des Thermoformens sind kostengünstige Thermoform werkzeuge, preiswertere Thermoformmaschinen, die Möglichkeit, auch Mehrschicht werkstoffe, Schaumstoffe und vorbedruckte Halbzeuge zu verarbeiten ("Thermo formen in der Praxis", Schwarzmann, P., Hanser Verlag, München, Wien, 1997). The main advantages of thermoforming are cost-effective thermoforming tools, cheaper thermoforming machines, the possibility of even multi-layer materials, foams and pre-printed semi-finished products ("Thermo Forms in Practice ", Schwarzmann, P., Hanser Verlag, Munich, Vienna, 1997).
Die Beurteilung der Qualität der thermogeformten Gegenstände wurde an folgenden
Merkmalen vorgenommen:
The assessment of the quality of the thermoformed articles was made on the following characteristics:
-
- Umform- und Verstreckungsgrad
Der Uniformgrad ist das Verhältnis zwischen der maximalen Ziehtiefe H und der Breite B oder dem Durchmesser D der Formfläche (lichte Weite der Spannrahmenfläche).
Der Verstreckungsgrad ist das Verhältnis zwischen der Oberfläche des Formteils vor dem Beschnitt (ohne Spannrand) zur Formfläche.- Forming and drawing degree
The degree of uniformity is the ratio between the maximum draw depth H and the width B or the diameter D of the forming surface (clear width of the clamping frame surface).
The degree of stretching is the ratio between the surface of the molded part before the trimming (without clamping edge) to the molding surface. -
- Thermoformbarkeit
Das Ausformverhalten wird beurteilt. Das plattenförmige Halbzeug soll eine ausreichende Festigkeit bei geringem Durchhang im Spannrahmen während der Aufheizphase aufweisen und sich leicht durch das Werkzeug verformen lassen, ohne dabei Schmelzeüberhänge und Falten zu bilden. Die Bewertung erfolgt mit Schulnoten (1 = sehr gut, 6 = ungenügend).- Thermoformability
The shaping behavior is assessed. The plate-shaped semi-finished product should have sufficient strength with low sag in the tenter during the heating phase and can be easily deformed by the tool, without thereby forming melt overhangs and wrinkles. The evaluation is done with grades (1 = very good, 6 = insufficient). -
- Wanddickenverteilung
Die Wanddicke der einzelnen Stufen der mit dem Stufenwerkzeug herge stellten Thermoformteile wird vermessen und die Gleichmäßigkeit beurteilt. Bestimmt wird dazu der arithmetische Mittelwert der Einzelwerte der Stufen, sowie die maximale Abweichung vom Mittelwert bezogen auf den Mittel wert. Die Bewertung erfolgt mit Schulnoten (1 = sehr gut, 6 = ungenügend).- Wall thickness distribution
The wall thickness of the individual stages of Herge with the step tool Herge thermoformed parts is measured and assessed the uniformity. This is determined by the arithmetic mean of the individual values of the levels, as well as the maximum deviation from the mean based on the mean value. The evaluation is done with grades (1 = very good, 6 = insufficient). -
- Ausformschärfe
Unter der Ausformschärfe versteht man die Abbildungsgenauigkeit der Kon turen des Thermoformwerkzeuges am Formteil. Als Kriterien werden haupt sächlich kleine Radien und Oberflächenstrukturen an der Anlageseite zum Werkzeug beobachtet.
Es wurde die Ausformung im Eckenbereich beurteilt. Die Bewertung wurde anhand von Schulnoten (1 = sehr gute Ausformung bis 6 = ungenügende Aus formung) vorgenommen.- Ausformschärfe
Under the Ausformschärfe means the accuracy of Kon the curves of the thermoforming mold on the molding. As criteria, mainly small radii and surface structures are observed on the plant side to the tool.
It was judged the shape in the corner area. The evaluation was made on the basis of grades (1 = very good shape to 6 = insufficient shape).
Es werden Thermoformteile aus dem erfindungsgemäß verwendeten Material und Vergleichsmaterial hergestellt und gegenüberstellend beurteilt.There are thermoforming parts of the material used in the invention and Comparative material prepared and judged confronting.
Die nachfolgenden Produkte werden verwendet:
PA 6: Durethan® B 31 der Bayer AG (relative Lösungsviskosität: 3, gemes
sen in 1%iger Metakresollösung bei 25°C)
Diepoxid: Rütapox 0162 der Bakelite AG (Diepoxid auf Basis Bisphenol A und
Epichlorhydrin)
Glasfaser: CS 7923 der Bayer AG, Leverkusen, Deutschland
Additive: Nukleierungsmittel (Mikrotalk)
Hitzestabilisator (CuJ/Alkalihalogenide)
RußThe following products are used:
PA 6: Durethan® B 31 from Bayer AG (relative solution viscosity: 3, measured in 1% meta-cresol solution at 25 ° C.)
Diepoxid: Rutapox 0162 from Bakelite AG (diepoxide based on bisphenol A and epichlorohydrin)
Glass fiber: CS 7923 of Bayer AG, Leverkusen, Germany
Additives: nucleating agent (microtalk)
Heat Stabilizer (CuJ / Alkali Halides)
soot
Auf einem Zweischneckenextruder (ZSK) der Fa. Werner & Pfleiderer (100 min-1; 10 kg/h) wurden bei 265°C nachfolgend aufgeführte Komponenten compoundiert, in ein Wasserbad extrudiert und granuliert. Das Diepoxid wurde mit einer Flüssig dosierpumpe in den Einzugsbereich des Extruders dosiert. On a twin-screw extruder (ZSK) from Werner & Pfleiderer (100 min -1 , 10 kg / h), the components listed below were compounded at 265 ° C., extruded into a water bath and granulated. The diepoxide was metered with a liquid metering pump in the catchment area of the extruder.
Auf einem Zweischneckenextruder der Fa. Werner & Pfleiderer (100 min-1; 10 kg/h) wurden bei 265°C nachfolgend aufgeführte Komponenten compoundiert, in ein Was serbad extrudiert und granuliert.On a twin-screw extruder from Werner & Pfleiderer (100 min -1 , 10 kg / h), the components listed below were compounded at 265 ° C., extruded into a water bath and granulated.
Auf einem Zweischneckenextruder der Fa. Werner & Pfleiderer (100 min-1; 10 kg/h) wurden bei 265°C nachfolgend aufgeführte Komponenten compoundiert, in ein Wasserbad extrudiert und granuliert. Das Diepoxid wurde mit einer Flüssig dosierpumpe in den Einzugsbereich des Extruders dosiert.On a twin-screw extruder from Werner & Pfleiderer (100 min -1 , 10 kg / h), the components listed below were compounded at 265 ° C., extruded into a water bath and granulated. The diepoxide was metered with a liquid metering pump in the catchment area of the extruder.
Auf einem Zweischneckenextruder der Fa. Werner & Pfleiderer (100 min-1; 10 kg/h) wurden bei 265°C nachfolgend aufgeführte Komponenten compoundiert, in ein Was serbad extrudiert und granuliert.On a twin-screw extruder from Werner & Pfleiderer (100 min -1 , 10 kg / h), the components listed below were compounded at 265 ° C., extruded into a water bath and granulated.
Das erhaltene Granulat wurde jeweils bei ca. 70°C im Vakuumtrockenschrank 4 Stunden getrocknet.The granules obtained were in each case at about 70 ° C in a vacuum oven 4 Hours dried.
Die Schmelzeviskositäten der so hergestellten Polymere wurden anschließend auf einem Kapillarrheometer (DIN 54811-B) für verschiedene Schergeschwindigkeiten und Temperaturen bestimmt. Die gemessenen Werte wurden dabei jeweils in die wahren Schergeschwindigkeiten und wahren Viskositäten umgerechnet. Die nachfolgende Tabelle gibt den Vergleich für drei Schergeschwindigkeiten bei einer Schmelzetemperatur von 6 m = 280°C (Schmelzpunkt PA ca. 220°C) wieder.The melt viscosities of the polymers thus prepared were then on a capillary rheometer (DIN 54811-B) for different shear rates and temperatures determined. The measured values were in each case in the true shear rates and true viscosities. The The following table gives the comparison for three shear rates at one Melting temperature of 6 m = 280 ° C (melting point PA about 220 ° C) again.
Die Herstellung der erforderlichen Plattenhalbzeuge erfolgte mit den beispielgemäß hergestellten Granulaten auf einer Extrusionanlage. Das Polymergranulat wurde dabei über einen Entgasungsextruder durch eine Breitschlitzdüse extrudiert und über ein Glättwerk abgezogen und kalibriert. Es wurden so Platten mit 3 mm Dicke und 800 mm Breite hergestellt, die auf ca. 1100 mm Länge geschnitten wurden.The production of the required semi-finished sheet was done with the example prepared granules on an extrusion line. The polymer granules were thereby extruded through a vented extruder through a slot die and over a calender removed and calibrated. There were so plates with 3 mm thickness and 800 mm in width, which were cut to about 1100 mm in length.
Die Plattenhalbzeuge wurden dann auf einer Thermoformanlage der Fa. Illig (Typ Illig UA 100 Thermoform-Anlage) thermogeformt. Als Thermoformwerkzeug (TW) wurde ein Rechteck-Stufenwerkzeug verwendet, das es erlaubt, unterschiedliches Materialverhalten einfach zu beurteilen. Das verwendete Stufenwerkzeug ermöglicht die Einstellung verschiedener Ziehtiefen, durch Variation der Anzahl der Stufen (3 Stufen/5 Stufen/7 Stufen). Die einzelne Stufenhöhe beträgt jeweils 30 mm.The plate semi-finished products were then applied to a thermoforming system from Illig (type Illig UA 100 Thermoform plant) thermoformed. As thermoforming tool (TW) a rectangular step tool was used, which allows different Material behavior easy to judge. The used stage tool allows the setting of different drawing depths, by varying the number of steps (3 Steps / 5 steps / 7 steps). The single step height is 30 mm each.
Verglichen wurden jeweils die Thermoformbarkeit, die Wanddicken und die Ausformschärfe für in nachfolgender Tabelle aufgeführte eingestellte Verstreck grade.In each case the thermoformability, the wall thicknesses and the Shape sharpness for set stretch listed in the following table grade.
Das Ergebnis mit den aus den beispielgemäß extrudierten Platten hergestellten Thermoformteilen ist in nachfolgender Tabelle wiedergegeben: The result with those produced from the example extruded plates Thermoformed parts are given in the following table:
Aus Tabelle 3 erkennt man, dass die erfrndungsgemäßen Beispiele deutlich bessere Thermoformbarkeit, Wanddickenverteilung und Ausformschärfe aufweisen.From Table 3 it can be seen that the inventive Erfrndungsgemäßen better Thermoformability, wall thickness distribution and Ausformschärfe have.
Das Thermoformen erfolgte bei eingestellten Oberflächentemperaturen von T = 235°C bis 254°C für B1 und B2, sowie T = 225°C bis 230°C für VB1 und VB2.The thermoforming was carried out at set surface temperatures of T = 235 ° C to 254 ° C for B1 and B2, and T = 225 ° C to 230 ° C for VB1 and VB2.
Claims (6)
- A) 98 bis 41 Gew.-Teile thermoplastisches teilkristallines Polyamid und
- B) 2 bis 50 Gew.-Teile Verstärkungsstoffe
- C) 0,1 bis 4 Gew.-Teile verzweigende und/oder molekulargewichtserhö hende Additive, z. B. Diepoxid
- D) 0 bis 5 Gew.-Teile weitere Additive, z. B. Verarbeitungsadditive zum Thermoformen
zum Thermoformen.4. Use of reinforced molding compositions containing
- A) 98 to 41 parts by weight of thermoplastic semicrystalline polyamide and
- B) 2 to 50 parts by weight of reinforcing materials
- C) 0.1 to 4 parts by weight of branching and / or molecular weight-increasing additives, for. B. diepoxide
- D) 0 to 5 parts by weight of further additives, for. B. Processing additives for thermoforming
for thermoforming.
- A) 67 bis 85 Gew.-Teile thermoplastisches teilkristallines Polyamid und
- B) 15 bis 30 Gew.-Teile Verstärkungsstoffe
- C) 0,2 bis 1 Gew.-Teile verzweigende und/oder molekulargewichtserhö hende Additive, z. B. Diepoxid
- D) 0,1 bis 2 Gew.-Teile weitere Additive, z. B. Verarbeitungsadditive zum Thermoformen
- A) 67 to 85 parts by weight of thermoplastic semicrystalline polyamide and
- B) 15 to 30 parts by weight of reinforcing materials
- C) 0.2 to 1 parts by weight of branching and / or molecular weight-increasing additives, for. B. diepoxide
- D) 0.1 to 2 parts by weight of further additives, for. B. Processing additives for thermoforming
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